(57)【要約】【課題】  発熱線の抵抗値のバラツキを抑えることができ、発熱線の変形を少なく、製作が容易な端子棒と発熱線との接続構造を提供すること。【解決手段】  発熱線１３はコイル状部１３ａと、該コイル状部１３ａの間の螺旋状部１３ｂとを有し、前記端子棒１５は前記コイル状部１３ａに挿通して前記コイル状部１３ａを接続する接続部１５ａと、螺旋状部１３ｂに間隔をもって挿通するよう前記接続部１５ａから先細り形状に延びている挿通部１５ｂとを有し、前記接続部１５ａの外周面１５ｃと前記挿通部１５ｂの前記接続部１５ａ側の外周面１５ｅとが段差面１５ｆを介して連接されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気ヒーターに用いる発熱線と端子棒との接続構造において、
前記発熱線は、前記発熱線の両端部分のコイル状部と、該コイル状部の間の螺旋状部とを有し、
前記端子棒の端部は、前記発熱線の前記コイル状部を接続する接続部と、前記接続部から先細り形状に延びている挿通部とを有し、
前記コイル状部は、前記端子棒の前記接続部の外周面に接続されており、前記挿通部が前記螺旋状部に挿通しており、
前記接続部側の前記挿通部の外周面が前記接続部の前記外周面よりも小さく形成されており、前記接続部の前記外周面と前記接続部側の前記挿通部の前記外周面とが段差面を介して連接されていることを特徴とする発熱線と端子棒との接続構造。
【請求項２】
請求項１記載の発熱線と端子棒との接続構造において、前記発熱線が金属製の外管内に設けられており、前記端子棒が前記外管内で前記発熱線の両端部のそれぞれに一対一に接続しており、前記端子棒及び前記発熱線が前記外管内で絶縁性を有する充填材を介して固着されており、前記端子棒の一端部が前記外管の開口部から外へ延びていることを特徴とする発熱線と端子棒との接続構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載の発熱線と端子棒との接続構造において、前記挿通部の前記外周面の粗度が前記接続部の前記外周面よりも粗く加工されていることを特徴とする発熱線と端子棒との接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置の加熱源としての電気ヒーターに用いる発熱線と端子棒との接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術１における電気ヒーターとしては、第１および第２のリードピン（端子棒）の間を延びるとともに外管内にて充填材（絶縁粉末）に囲まれた発熱線を有しているものがある。
【０００３】
発熱線は、第１の端部から延びる第１のコイル状部分と、第２の端部から延びる第２のコイル状部分と、第１及び第２のコイル状部分の間を延びる螺旋状部分とを有する。
【０００４】
発熱線および第１および第２のリードピンは、外管内に配置され、発熱線の螺旋状部分が所定長まで引き伸ばされている。外管には、振動充填機にて充填材が満たされ、外管が外側から加圧されて発熱線のまわりの充填材が緊密化される（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
先行技術２における電気ヒーターとしては、端子棒の先端部がコイル状の発熱線の内側に挿入されていると共に、発熱線と端子棒の先端部とが相互に固着してなるものがある。
【０００６】
端子棒の先端部における発熱線の内側に位置する部分の先端は、先細り状でしかもその最大径がコイル状の発熱線の内径よりも大きく、また先端の外径がコイル状の発熱線の内径よりも小さい形状となっている。
【０００７】
端子棒の先端は、コイル状の発熱線の内側に挿入し、発熱線の端部を端子棒の先端部の外周面に当接させた状態にて、両者を溶接している（例えば、特許文献２を参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−９２５５８号公報
【特許文献２】特開昭５４−５７２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
先行技術１，２の電気ヒーターでは、充填材を緊密化するために外管を縮管する時に充填材によって発熱線が押されると、発熱線は端子棒の先端部の外周面と接触するようになり、接触点不安定となるため発熱線の抵抗値にバラツキが生じるという問題がある。
【００１０】
また、端子棒に先細り部分が無い場合には、縮管時に充填材が大きく移動することにより発熱線に急激なストレスがかかり、発熱線に大きな変形が発生してしまうという問題がある。
【００１１】
それ故に本発明の課題は、発熱線の抵抗値のバラツキを抑えることができ、発熱線の変形を少なくでき、製作が容易な発熱線と端子棒との接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、電気ヒーターに用いる発熱線と端子棒との接続構造において、
前記発熱線は、前記発熱線の両端部分のコイル状部と、該コイル状部の間の螺旋状部とを有し、前記端子棒の端部は、前記発熱線の前記コイル状部を接続する接続部と、前記接続部から先細り形状に延びている挿通部とを有し、前記コイル状部は、前記端子棒の前記接続部の外周面に接続されており、前記挿通部が前記螺旋状部に挿通しており、前記接続部側の前記挿通部の外周面が前記接続部の前記外周面よりも小さく形成されており、前記接続部の前記外周面と前記接続部側の前記挿通部の前記外周面とが段差面を介して連接されていることを特徴とする発熱線と端子棒との接続構造であることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の発熱線と端子棒との接続構造によれば、接続部側の挿通部の外周面が接続部の前記外周面よりも小さく形成されており、接続部の外周面と接続部側の挿通部の外周面とが段差面を介して連接されていることにより、発熱線の抵抗値が安定し、さらに外管を縮管する時に充填材の移動による発熱線の変形等の悪影響を緩和することができる。
【００１４】
また、本発明の発熱線と端子棒との接続構造を備えた電気ヒーターでは、抵抗値のバラツキが押さえられ、製作も容易となり、発熱線の変形もかなり改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る電気ヒーターに用いる発熱線と端子棒との接続構造は、前記発熱線は、前記発熱線の両端部分のコイル状部と、該コイル状部の間の螺旋状部とを有し、前記端子棒の端部は、前記発熱線の前記コイル状部を接続する接続部と、前記接続部から先細り形状に延びている挿通部とを有し、前記コイル状部は、前記端子棒の前記接続部の外周面に接続されており、前記挿通部が前記螺旋状部に挿通しており、前記接続部側の前記挿通部の外周面が前記接続部の前記外周面よりも小さく形成されており、前記接続部の前記外周面と前記接続部側の前記挿通部の前記外周面とが段差面を介して連接されていることにより実現した。
【実施例１】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明に係る電気ヒーターの実施例１を説明する。図１は、実施例１を示しており、発熱線と端子棒との接続構造を有する電気ヒーターを示している。なお、図１では、電気ヒーターの一方側の端子棒と発熱線との接続構造を示している。このような電気ヒーターは、一般にシーズヒーターとも呼ばれている。
【００１７】
図１を参照して、電気ヒーターは、金属製の外管１１と、外管１１内に設けられている発熱線１３と、円筒形状の外管１１内で発熱線１３の一方の端部に接続されている端子棒１５とを備えている。
【００１８】
なお、図１に示されていないが、電気ヒーターでは、外管１１内で発熱線１３のもう一方の端部にも接続されているもう一方の端子棒を備えている。以下、もう一方の端子棒と発熱線との接続構造は、図１に示した発熱線１３と一方の端子棒１５との接続構造と同じであるため説明を省略する。
【００１９】
発熱線１３及び端子棒１５は、外管１１内で絶縁性の充填材１７を介して固着されている。絶縁性の充填材１７としては、マグネシア（ＭｇＯ）粉末もしくはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）粉末などを採用する。
【００２０】
丸棒形状の端子棒１５の一端部は、外管１１の長手方向における両端の開口部１１ａのそれぞれから外へ延びている。開口部１１ａの内側には、外管１１の内面と端子棒１５との間に絶縁性の封止部材１９が設けられている。また、開口部１１ａの外側には、開口部１１ａから外へ延びている端子棒１５の外周面上を覆うように絶縁性のチューブ２1が設けられている。
【００２１】
発熱線１３は、両端部分のコイル状部１３ａと、コイル状部１３ａの間の螺旋状部１３ｂとを有している。コイル状部１３ａは、発熱線１３が互いに密に巻かれた形態となっている部分である。螺旋状部１３ｂは、発熱線１３が互いに粗に巻かれた形態となっている部分である。
【００２２】
端子棒１５の一端部は、図２及び図３にも示すように、発熱線１３のコイル状部１３ａに挿通されており、端子棒１５の一端部の外周面とコイル状部１３ａとを相互に接続する接続部１５ａと、発熱線１３のコイル状部１３ａから延びている螺旋状部１３ｂに間隔をもって挿通するように接続部１５ａから先細り形状に延びている挿通部１５ｂとを有している。
【００２３】
挿通部１５ｂの外周面１５ｄは、接続部１５ａの外周面１５ｃよりも径寸法が小さく形成されている。即ち、挿通部１５ｂの外周面１５ｄは、接続部１５側の外周面１５ｅから先端へ先細り形状（テーパー形状）に延びている。接続部１５ａの外周面１５ｃと挿通部１５ｂの外周面１５ｅとは、段差面１５ｆを介して連接されている。
【００２４】
先細り形状に延びている挿通部１５ｂの傾斜角度Ｄは、端子棒１５の中心軸線Ｘ方向に平行な線を基準線Ｘ１とすると、この基準線Ｘ１から７度の角度で傾斜している。また、実施例１においては、段差面１５ｆが中心軸線Ｘを直交する径方向に沿って形成されている。段差面１５ｆの径方向における寸法Ｔは、発熱線１３の直径寸法と略同程度の寸法となるようにする。
【００２５】
以下、電気ヒーターの製造方法を説明する。端子棒１５の接続部１５ａは、発熱線１３のコイル状部１３ａに挿通される。端子棒１５の挿通部１５ｂは、発熱線１３の両端部のコイル状部１３ａから延びている螺旋状部１３ｂに挿通される。この際、発熱線１３の全体が密に巻かれているコイル状部分となっている。その後、端子棒１５の接続部１５ａの外周面１５ｃと発熱線１３の両端部におけるコイル状部１３ａとは、溶接することによって接続される。
【００２６】
一対の端子棒１５を発熱線１３の両端部におけるコイル状部１３ａのそれぞれに一対一に接続させた後、振動充填機（図示せず）に垂直にセットした外管１１内へ発熱線１３及び端子棒１５を挿入し、一対の端子棒１５を垂直方向の両方へ延ばすと、発熱線１３の両端部におけるコイル状部１３ａを除くコイル状部分が延びて螺旋状部１３ｂとなる。
【００２７】
さらに、垂直方向における外管１１の下側に位置している側の開口部１１ａは、仮封止材（図示せず）によって封止された後、外管１１に振動を加えながら、粉末状の充填材１７を外管１１の上側の開口部１１ａから充填していく。
【００２８】
外管１１内に充填材１７が満たされた後、外管１１の上側の開口部１１ａを仮封止材によって封止し、その後、外管１１を振動充填機から取り外す。そして、さらに充填材１７の充填密度を高めるために、外管１１の外側から縮管ロール機によって外管１１を縮管することによって外管１１内に発熱線１３及び端子棒１５が保持される。例えば、外管１１は断面が略円形状になるように縮管ロール機によって外管１１を縮管される。
【００２９】
そして、外管１１の開口部１１ａのそれぞれに取り付けられている仮封止材を取り外して、開口部１１ａ内を封止部材１９により封止し、さらに開口部１１ａの外側に位置している端子棒１５に絶縁性のチューブ２１を被せる。
【００３０】
上述した製造方向においては、外管１１の外側から縮管ロール機によって外管１１を縮管する工程において、接続部１５ａの外周面１５ｃと接続部１５ａ側の挿通部１５ｂの外周面１５ｅとは、段差面１５ｆを介して連接されていることが重要となる。
【００３１】
即ち、図４に示すように、段差面１５ｆ及び挿通部１５ｂの先細り面に対向する発熱線１３との間に大きな空間があり、この空間に充填材１７が充填されている。この状態において外管１１の外側から縮管ロール機によって外管１１を縮管するときには、縮管時に充填材１７が矢印Ｐに示すように螺旋状部１３ｂの発熱線１３の間になだらかに移動する。
【００３２】
したがって、螺旋状部１３ｂと端子棒１５とは、これらが互いに接触することがないので、発熱線１３の抵抗値を設計時の抵抗値に保つことが可能となる。
【００３３】
ちなみに、段差面１５ｆがない場合には、螺旋状部１３ｂにおいて縮管時に充填材１７が中心軸線Ｘに向かって押されると、挿通部１５ｂの外周面１５ｄと接触するようになり、接触点が不安定になるため発熱線１３の抵抗値にバラツキが生じる。
【００３４】
さらに、挿通部１５ｂが無い場合には、縮管時に充填材１７が大きく移動するにより発熱線１３に急激なストレスがかかり、大きな変形が発生する。
【００３５】
なお、実施例１では、挿通部１５の角度Ｄを７度としたが、挿通部１５の傾斜角度Ｄは、３度〜３０度の角度の範囲であればよく、実施例１に限定されるものではない。また、段差面１５ｆは中心軸線Ｘを直交する径方向に沿って形成されているが、接続部１５ａの外周面１５ｃの一端から挿通部１５ｂ側へ若干傾斜していてもよい。
【００３６】
さらに、外管１１を縮管する時には、発熱線１３が挿通部１５ｂの外周面１５ｄに接触しないので、挿通部１５ｂの外周面１５ｄの粗度は接続部１５ａの外周面１５ｃよりも粗く加工した状態であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の発熱線と端子棒との接続構造は、一方端に外管の開口部をもち、発熱線をＵ字状にして端子棒を発熱線の両端に接続するカートリッジヒータのような用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る発熱線と端子棒との接続構造を備えている電気ヒーターの一方側を示す断面図である（実施例１）。
【図２】図１に示した端子棒を示す正面図である。
【図３】図２の端子棒の左側面図である。
【図４】図１に示した発熱線と端子棒との接続構造を拡大して示した断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１１    外管
１１ａ    開口部
１３    発熱線
１３ａ    コイル状部
１３ｂ    螺旋状部
１５    端子棒
１５ａ    接続部
１５ｂ    挿通部
１５ｃ、１５ｄ    外周面
１５ｆ    段差面
１７    充填材
１９    封止部材
２１    絶縁性チューブ
Ｘ    中心軸線
Ｘ１    基準線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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